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PROCEDE DE CONTROLE'ET DE REGULATIN DES REACTIONS CATAEYTIQUES
EXOTHERMIQUES GAZEUSES..
La présente inventioo. est relative à un procédé pour le contrôle des réactions gazeuses catalytiques exothermiques consistant à maintenir sen- siblement constante les .températures de ces réactions dans toute la zone de réaction., Elle se rapporte plus particulièrement à un procédé de maintien dans les limites étroites désirées de la température de réaction dans la conversion catalytique de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène en hydrocarbu- res.
Dans beaucoup de procédés catalytiques mettant en jeu des réac- tions gazeusesla température maintenue durant la réaction détermine la natu- re des produits de celle-ci et, pour produire les produits désirés,la tempéra- ture doit être maintenue dans d'étroites limites. Dans de nombreuses réactions de ce genre, le dégagement de chaleur par la réaction elle-même rend difficile le maintien de la température voulue. C'est pourquoi beaucoup de réactions qui réussissent en laboratoire ne sont pas applicables industriellement à cau- se des problèmes que pose la nécessité de disposer d'une grande surface de trans- fert thermique pour permettre la dissipation de la chaleur de la réaction exo- thermique.
En outre, dans de nombreux procédés industriels impliquant une ré- action entre gaz, la vitesse de réaction est limitée par la quantité de chaleur que 1-'on peut évacuer de la zone de réaction.
Par exemple., les hydrocarbures liquides dont les points d'ébulli- tion sont dans la gamme des combustibles pour moteurs peuvent être produits en faisant passer de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, dans des proportions d'environ un à deux en volume sur un catalyseur hydrogénant et polymérisant appropriée en maintenant la température entre 190 et 210 environ.
Mais, si la température est maintenue notablement au-dessus de celle indiquée., le carbone se dépose sur le catalyseur;: et des quantités excessives d'hydro- carbures gazeux., tels que du méthane sont produites,, Aux températures infé- rieures à cette gamme, il y a très peu ou pas du tout de réaction. On obtient----- une durée plus longue du catalyseur et une qualité plus uniforme du'produit si la température est maintenue à # 3 C de la température optimum.
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Cette réaction dégage environ 4050 kilo-calories par kilogramme d'hydrocar- bure produit. Il est donc facile de voir que l'évacuation d'une quantité de chaleur aussi importante de la zone de réaction conjuguée avec la nécessité de maintenir en même temps la température de la réaction dans des limites aussi étroites pose un problème extrêmement ardue
A titre d'autres exemples de réaction gazeuses effectuées en pré- sence de catalyseurs solides auxquelles la présente invention est applicable, on peut citera l'hydrogénation de l'iso-octène en iso-octane, l'oxydation de l'oxyde de carbone en anhydride carbonique, la conversion de l'hydrogène et de l'azote en ammoniac et la production de l'anhydride phtalique par oxy- dation du naphtalène. Dans tous ces cas.,
il y a une diminution nette du volu- me des gaz à mesure que la réaction se poursuite Tout en étant applicable à des réactions de ce type., l'invention est particulièrement avantageuse dans la synthèse d'hydrocarbures à partir d'un mélange d'oxyde de carbone et d'hy- drogèneo
La présente invention prévoit donc un procédé pour maintenir une température sensiblement constante dans toute la zone de réaction pendant la réaction catalytique exothermique entre substances gazeuses., réaction dans laquelle il y a une diminution nette du volume des gaz à mesure que la réac- tion se poursuit, ce procédé consistant à faire passer dans la zone de réac- tion, à contre-courant des réactifs, un mélange liquide comportant essentiel - lement un composant volatil et un composant relativement non volatil,
à absor- ber la chaleur dégagée par ladite réaction exothermique par la vaporisation dudit composant volatil et à régler les quantités desdits composants intro- duits dans la zone de réaction dans ledit mélange, de façon que ledit compo- sant volatil soit vaporisé sensiblement d'une manière complète pendant son passage à travers la zone de réaction, et de façon qu'un rapport sensiblement constant soit maintenu dans toute la zone de réaction entre les concentra- tions moléculaires dudit composant volatil dans la vapeur et dans le liquide, ce qui empêche tout gradient appréciable de température dans la zone de réac- tion.
Selon une réalisation particulière, l'invention consiste à effec- tuer des réactions gazeuses fortement exothermiques dans des limites de tempé- rature étroitement définies, par un procédé qui consiste à faire passer., dans la zone de réaction., à contre-courant des réactifs gazeux., un mélange liquide comprenant essentiellement environ R (Ni-Nf) molécules grammes par heure d'un composant léger ayant une tension de vapeur à la température de réaction et à l'état purde RP et environ RN1 molécules grammes par heure d'un composant 'liquide lourd ayant une tension de vapeur négligeable à la température de réaction, R étant le nombre de molécules grammes de liquide vaporisées par molécule dont diminue le volume de gaz,
Ni le nombre de molécu- les par heure de réactifs gazeux introduits dans l'appareil à réaction, Nf le nombre de molécules grammes par heure du produit et des gaz de réaction non convertis quittant l'appareil à réaction et P la pression absolue à l'inté- rieur de cet appareil.
Un problème de toute première importance dans les réactions de synthèse Fischer-Tropsch, qui sont un exemple typique des réactions auxquelles la présente invention est applicable, est d'évacuer la quantité importante de chaleur dégagée par la réaction,, tout en réglant la température d'une façon très précise. On a proposé un procédé qui consiste à faire descendre un cou- rant d'huile vaporisable à travers la couche de catalyseur., en direction op- posée à celle du courant des gaz traités.
Si l'huile est à une température correspondant à son point d'ébullition à la pression de l'installation ou à une température qui s'en rapproche quand elle arrive à la couche de catalyseur, elle pourra absorber de la chaleur par vaporisation pendant son passage à tra- vers la couche etpar suite., elle absorbera la chaleur dégagée par la réac- tion. Mais la température ne sera pas uniforme en tous les points de la couche de catalyseur. Par exemple., si le courant gazeux est négligeable par compa- raison avec le courant d'huile, et si de la chaleur est fournie de l'extérieur à 10 appareil de réaction;, il se produira une distillation fractionnée et la température de l'huile augmentera vers le fond de la couche.
L'importance de
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cet effet dépendra naturellement de la gamme d'ébullition de l'huile intro- duiteo D'autre part., si on introduit,dans une réaction un composant pur ou une gamme d'ébullition très étroitsla température de l'huile diminuera vers le fond de la couche à cause de la pression partielle décroissante des vapeurs d'huile, cette diminution étant causée par l'augmentation relative du nombre de molécules grammes des réactifs. Bien que ces effets tendent à se compenser l'un à l'autre, il ne suffit pas d'avoir une compensation ap- prochée La température de réaction doit être maintenue entre des limites étroites dont lécart ne dépasse pas 6 C, dans toute la couche.
En outre, bien qui'il soit possible de maintenir la température au fond et sur le des- sus de la couche de catalyseur à la même valeur, dans des réactions gazeuses exothermiques lorsqu'on utilise un seul liquide vaporisable comme moyen d'ab- sorption de la chaleur, Inexpérience montre que la température en un point quelconque à l'intérieur de la couche sera plus élevée que les températures sur les faces externes de celle-cio
Mais le procédé suivant la présente invention, utilisant un mélange d'un liquide volatil et d'un liquide relativement non volatil,
évite les dif- ficultés antérieurement rencontrées en faisant agir le liquide non volatil com- me régulateur de la concentration moléculaire du composant volatil dans la phase liquidée Dans un tel système,, pour que la température soit la même en tous les pointsil faut que la fraction moléculaire du composant léger dans la phase liquide présente une relation constante avec la fraction moléculaire du composant léger dans la phase vapeur c'est-à-dire qu'en tous points de la zone de réaction, le rapport de la fraction moléculaire du composant léger dans la phase liquide à la fraction moléculaire du composant léger dans la pha- se vapeur doit être sensiblement le même.
Par suite de la vaporisation con- tinue du composant le plus léger, nécessaire pour absorber la chaleur dégagée par la réaction, la fraction moléculaire du composant léger dans la phase vapeur augmente depuis l'arrivée des gaz de réaction jusqu'à la sortie des gaz produitso Par conséquent, il faut employer une quantité appropriée du composant le plus lourd pour assurer une augmentation correspondante dans la fraction moléculaire du composant léger dans la phase liquide.
L'expression ci-dessus., RN; définit la quantité de composant non volatil qui don- nera ce résultatR-1
En bref l'invention telle qu'elle est appliquée à la production d-hydrocarbures à partir d'oxyde de carbone et d'hydrogène comprend le passage d'un mélange gazeux d'oxyde de carbone et d'hydrogène, dirigé vers le haut, à travers une couche d'un catalyseur solide approprié, par exemple de cobalt sur du kieselguhr, dans les conditions voulues de temps, de température et de pression pour convertir au moins une partie de 1-'oxyde de carbone et de l'hydro- gène en hydrocarbures.
Pour absorber la chaleur dégagée pendant la réaction, on fait arriver un mélange de liquides sur le dessus de la couche de cataly- seuro Le composant léger de ce mélange est un composé liquide pur ou un li- quide à gamme d'ébullition relativement étroite qui a une tension de vapeur à la température de réaction qui est de RP où R est le nombre de molécu- les grammes de liquide vaporisées par molécule de retrait dans la vapeur totale de synthèse et P est la pression absolue à l'intérieur de l'appareil à réaction.
Le terme vapeur totale de synthèse englobe l'hydrogène, l'oxyde de carbone., le gaz carbonique;) l'eau, les produits inertes., et tous les hydrocarbures et produits oxygénés de la réaction et ne comprend pas l'agent absorbeur de chaleur vaporisé. Le composant lourd du mélange est un liquide qui a une tension de vapeur pratiquement négligeable relativement à celle du composant léger.
Le mélange est introduit dans l'appareil à réaction à raison d'environ 4 (Ni-Nf) + Ni/R-1] molécules par heure, c'est-à-dire qu'on introduit i-Nf) + 1/R-1] par heure.,R (Ni-Nf) molécules des composants légers et le reste,, c'est-à-dire RNi/R-1 molécules de composant lourde NI est la vitesse darrivée du gaz dans l'appareil de réaction, exprimée en molécules par heure. Nf est le nombre de molécules par heure, de sortie, contenant l'eau et les hydrocarbures produits par la réaction mais non l'agent d'absorption de la chaleur vaporisé.
Quand ce mélange des composants légers et lourds descend à travers la couche de ca-
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talyseur, le composant léger est vaporisé à une vitesse telle que la chaleur de réaction est absorbée à mesure qu'elle est dégagée. Le mélange liquide doit être chauffé à peu près à la température de réaction avant d'être versé sur la couche de catalyseur. Le composant léger vaporisé quitte l'appareil de réaction avec les produits de la réaction et l'oxyde de carbone et l'hydrogè- .ne non utilisés, et il en est séparé et peut être réutilisée. Le composant lourd descend à travers la couche et on le soutire au fond de l'appareil; il peut également être récupéré pour une nouvelle utilisation.
Un avantage supplémentaire obtenu avec ce procédé de régulation de la température de la réaction est que le composant lourd tend à dissoudre et à enlever tous les produits de réaction du genre de la cire qui tendent à s'y former.
Les composants légers et lourds peuvent être des composés sensi- blement purs qui restent pratiquement inertespendant la réaction entre les réactifs gazeux, et dont les points d'ébullition sont de préférence espacés d'au moins 55 Co Mais les composants légers et lourds ne doivent pas néces- sairement répondre aux caractéristiques indiquées plus haut pour permettre d'obtenir une uniformité satisfaisante de la température dans toute la zone de réaction,, Au lieu d'utiliser comme composant léger une substance pure, on peut utiliser un liquide à gamme d'ébullition étroite. Le composant lourd doit avoir un point d'ébullition initial d'au moins 55 C et de préférence d'environ 85 C au-dessus du point d'ébullition final du composant léger.
Par exemple, si on désire effectuer une réaction de synthèse Fischer-Tropsch à une tempéra- ture de 204 C et à une pression super-atmosphérique de 6,8 atmosphères, avec une valeur de R = 5, le composant léger doit avoir une tension de vapeur d'en- viron 9,7 atmosphères à 204 C ou un point d'ébullition normal d'environ 99 C.
Un hydrocarbure saturé bouillant de 93 à 105 C conviendrait. Le composant lourd pourrait alors être l'huile lourde produite par la réaction.
Bien que les pressions de vapeur et les vitesses d'alimentation des composants utilisés puissent être déterminées commodément et exactement d'après les formules données plus haut, on peut également les déterminer d'une autre façon. Par exemple., en se basant sur la considération de la température et de la pression dans l'appareil à réaction.. la vitesse d'introduction des réactifs et le degré de conversion, on peut choisir une composante vaporisable ayant la volatilité convenable. La quantité de composant léger à introduire par unité de temps dans l'appareil à réaction sera alors telle qu'elle soit juste suffisante pour absorber par vaporisation la chaleur de la réaction.
La volatilité sera telle que la température réelle dans la couche de cataly- seur soit approximativement égale à la température de réaction préalablement- choisie ou prédéterminée. La température effective., toutefois;, ne sera pas uni- forme dans toute la couche;, mais elle peut être rendue uniforme en introduisant, en même temps que le composant léger., une quantité appropriée d'un composant non volatil. On peut déterminer la quantité de cette dernière, qu'il y a lieu d'introduire par unité de temps en introduisant des quantités croissantes du composant non volatil sur le dessus de la couche et en observant la différence de températures entre deux points différents de la couche. Lorsque cette dif- férence est nulle, c'est qu'on a atteint la vitesse d'introduction correcte.
Les liquides utilisés avantageusement comme moyens de régulation de la température sont des hydrocarbures à gammes d'ébullition appropriées.
Mais on peut également utiliser d'autres substances organiques., telles que des composés oxygénés ou produits similaires. Les liquides utilisés doivent être sensiblement inertes dans les conditions qui règnent dans la zone de réaction ils doivent rester chimiquement inchangés pendant la conversion des réactifs gazeux. On a trouvé fréquemment que des fractions appropriées des produits de la réaction remplissent les conditions nécessaires.
L'invention est applicable non seulement aux procédés qui impli- quent des réactions gazeuses exothermiques en présence d'une couche station- naire de catalyseur solide;, mais aussi aux procédés de ce genre qui utilisent des couches mobiles de catalyseur solide. Dans les procédés à couche mobile, le catalyseur est transporté par des moyens physiques ou mécaniques à travers une zone de réaction, sous forme d'une couche unique continue;, ou sous forme d'une série de couches plus petites.
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Dans le cas du procédé suivant la présente invention., la direction de dépla- cement du catalyseur dans l'appareil peut être soit vers le haut., soit vers le bas.
Bien entendu., l'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- tion décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
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PROCESS FOR THE CONTROL AND REGULATING OF CATAEYTIC REACTIONS
GASEOUS EXOTHERMIC ...
The present inventioo. relates to a process for the control of exothermic catalytic gas reactions consisting in keeping the temperatures of these reactions substantially constant throughout the reaction zone., It relates more particularly to a process of maintaining within the desired narrow limits of the reaction temperature in the catalytic conversion of carbon monoxide and hydrogen to hydrocarbons.
In many catalytic processes involving gaseous reactions the temperature maintained during the reaction determines the nature of the products thereof and, to produce the desired products, the temperature must be kept within narrow limits. In many such reactions, the evolution of heat by the reaction itself makes it difficult to maintain the desired temperature. This is why many reactions which succeed in the laboratory are not industrially applicable because of the problems posed by the necessity of having a large thermal transfer surface to allow the heat dissipation of the exo-reaction. thermal.
Further, in many industrial processes involving a gas reaction, the reaction rate is limited by the amount of heat that can be removed from the reaction zone.
For example, liquid hydrocarbons with boiling points in the range of motor fuels can be produced by passing carbon monoxide and hydrogen in proportions of about one to two. by volume on a suitable hydrogenating and polymerizing catalyst while maintaining the temperature between 190 and 210 approximately.
But, if the temperature is kept significantly above that indicated, carbon will deposit on the catalyst ;: and excessive amounts of gaseous hydrocarbons, such as methane, are produced, at lower temperatures. to this range there is very little or no reaction. Longer catalyst life and more uniform product quality are obtained if the temperature is maintained at # 3 ° C of the optimum temperature.
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This reaction releases about 4050 kilo-calories per kilogram of hydrocarbon produced. It is therefore easy to see that the removal of such a large amount of heat from the reaction zone together with the need to keep the reaction temperature at the same time within such narrow limits poses an extremely difficult problem.
As other examples of gaseous reactions carried out in the presence of solid catalysts to which the present invention is applicable, mention may be made of the hydrogenation of iso-octene to iso-octane, the oxidation of carbon monoxide. to carbon dioxide, the conversion of hydrogen and nitrogen to ammonia and the production of phthalic anhydride by oxidation of naphthalene. In all of these cases.
there is a marked decrease in gas volume as the reaction proceeds. While being applicable to reactions of this type, the invention is particularly advantageous in the synthesis of hydrocarbons from a mixture of 'carbon monoxide and hydrogen
The present invention therefore provides a process for maintaining a substantially constant temperature throughout the reaction zone during the exothermic catalytic reaction between gaseous substances, in which reaction there is a marked decrease in the volume of the gases as the reaction proceeds. continues, this process consisting in passing through the reaction zone, against the current of the reactants, a liquid mixture comprising essentially a volatile component and a relatively non-volatile component,
absorbing the heat given off by said exothermic reaction by the vaporization of said volatile component and controlling the amounts of said components introduced into the reaction zone in said mixture, so that said volatile component is vaporized substantially at a rate. completely during its passage through the reaction zone, and in such a manner that a substantially constant ratio is maintained throughout the reaction zone between the molecular concentrations of said volatile component in the vapor and in the liquid, thereby preventing any appreciable temperature gradient in the reaction zone.
According to a particular embodiment, the invention consists in carrying out highly exothermic gaseous reactions within narrowly defined temperature limits, by a process which consists in passing., Through the reaction zone, countercurrently. gaseous reactants., a liquid mixture comprising essentially about R (Ni-Nf) molecules grams per hour of a light component having a vapor pressure at the reaction temperature and in the pure state of RP and about RN1 molecules grams per hour of a heavy liquid 'component' having a negligible vapor pressure at the reaction temperature, R being the number of gram molecules of liquid vaporized per molecule of which the volume of gas decreases,
Ni the number of molecules per hour of gaseous reactants introduced into the reaction apparatus, Nf the number of gram molecules per hour of the product and unconverted reaction gases leaving the reaction apparatus and P the absolute pressure at l inside this unit.
A problem of prime importance in Fischer-Tropsch synthesis reactions, which are a typical example of reactions to which the present invention is applicable, is to remove the large amount of heat given off by the reaction, while controlling the temperature of the reaction. 'in a very precise way. A method has been proposed which consists in causing a stream of vaporizable oil to descend through the catalyst layer in a direction opposite to that of the stream of the treated gases.
If the oil is at a temperature corresponding to its boiling point at the pressure of the installation or at a temperature which approaches it when it arrives at the catalyst layer, it will be able to absorb heat by vaporization during its passage through the layer and subsequently, it will absorb the heat given off by the reaction. But the temperature will not be uniform at all points of the catalyst layer. For example, if the gas stream is negligible compared to the oil stream, and if heat is supplied from outside to the reaction apparatus, then fractional distillation will occur and the temperature of the reactor will occur. 'oil will rise towards the bottom of the layer.
The importance of
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this effect will naturally depend on the boiling range of the oil introduced. On the other hand, if a pure component or a very narrow boiling range is introduced into a reaction, the temperature of the oil will drop to the bottom. of the layer because of the decreasing partial pressure of the oil vapors, this decrease being caused by the relative increase in the number of gram molecules of the reactants. Although these effects tend to compensate for each other, it is not enough to have an approximate compensation. The reaction temperature must be kept within narrow limits not exceeding 6 ° C throughout the entire range. layer.
Further, although it is possible to maintain the temperature at the bottom and on the top of the catalyst layer at the same value, in exothermic gas reactions when a single vaporizable liquid is used as the abstraction medium. sorption of heat, Inexperience shows that the temperature at any point inside the layer will be higher than the temperatures on the outer faces of it.
But the process according to the present invention, using a mixture of a volatile liquid and a relatively non-volatile liquid,
avoids the difficulties previously encountered by causing the non-volatile liquid to act as a regulator of the molecular concentration of the volatile component in the liquid phase In such a system, in order for the temperature to be the same at all points, the fraction must be molecular fraction of the light component in the liquid phase has a constant relationship with the molecular fraction of the light component in the vapor phase i.e. at all points of the reaction zone the ratio of the molecular fraction of the light component in the liquid phase the molecular fraction of the light component in the vapor phase should be substantially the same.
As a result of the continuous vaporization of the lighter component, necessary to absorb the heat given off by the reaction, the molecular fraction of the light component in the vapor phase increases from the arrival of the reaction gases to the exit of the gases. Therefore, an appropriate amount of the heavier component must be employed to ensure a corresponding increase in the molecular fraction of the light component in the liquid phase.
The above expression., RN; defines the amount of non-volatile component that will give this result R-1
Briefly, the invention as applied to the production of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen comprises the passage of a gas mixture of carbon monoxide and hydrogen, directed upwards. , through a layer of a suitable solid catalyst, for example cobalt on kieselguhr, under the desired conditions of time, temperature and pressure to convert at least a part of carbon 1-monoxide and hydro - gene in hydrocarbons.
To absorb the heat given off during the reaction, a mixture of liquids is passed over the top of the catalyst layer. The light component of this mixture is a pure liquid compound or a relatively narrow boiling range liquid which has a vapor pressure at the reaction temperature which is RP where R is the number of gram molecules of liquid vaporized per molecule of shrinkage in the total synthetic vapor and P is the absolute pressure inside the reaction apparatus.
The term total synthetic vapor includes hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide;) water, inert products, and all hydrocarbons and oxygenates of the reaction and does not include the absorber vaporized heat. The heavy component of the mixture is a liquid which has a substantially negligible vapor pressure relative to that of the light component.
The mixture is introduced into the reaction apparatus at a rate of approximately 4 (Ni-Nf) + Ni / R-1] molecules per hour, that is to say that i-Nf) + 1 / R-1] per hour., R (Ni-Nf) molecules of the light components and the remainder ,, that is to say RNi / R-1 molecules of heavy component NI is the speed of the gas entering the device of reaction, expressed in molecules per hour. Nf is the number of molecules per hour, output, containing water and hydrocarbons produced by the reaction but not the vaporized heat absorber.
When this mixture of light and heavy components descends through the layer of ca-
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As a analyzer, the light component is vaporized at such a rate that the heat of reaction is absorbed as it is given off. The liquid mixture should be heated to approximately the reaction temperature before being poured onto the catalyst layer. The vaporized light component leaves the reaction apparatus with the reaction products and unused carbon monoxide and hydrogen, and is separated therefrom and can be reused. The heavy component descends through the layer and is drawn off at the bottom of the apparatus; it can also be recovered for new use.
A further advantage obtained with this method of controlling the reaction temperature is that the heavy component tends to dissolve and remove any wax-like reaction products which tend to form there.
The light and heavy components can be substantially pure compounds which remain practically inert during the reaction between the gaseous reactants, and whose boiling points are preferably spaced at least 55 Co. But the light and heavy components should not. necessary to meet the characteristics indicated above in order to achieve satisfactory temperature uniformity throughout the reaction zone. Instead of using a pure substance as a light component, a boiling range liquid can be used. narrow. The heavy component should have an initial boiling point of at least 55 C and preferably about 85 C above the final boiling point of the light component.
For example, if it is desired to carry out a Fischer-Tropsch synthesis reaction at a temperature of 204 C and a super-atmospheric pressure of 6.8 atmospheres, with a value of R = 5, the light component must have a voltage of vapor of about 9.7 atmospheres at 204 C or a normal boiling point of about 99 C.
A saturated hydrocarbon boiling at 93 to 105 C would be suitable. The heavy component could then be the heavy oil produced by the reaction.
Although the vapor pressures and feed rates of the components used can be determined conveniently and exactly from the formulas given above, they can also be determined in another way. For example, based on consideration of the temperature and pressure in the reaction apparatus, the rate of introduction of the reactants and the degree of conversion, a vaporizable component having the suitable volatility can be selected. The quantity of light component to be introduced per unit of time into the reaction apparatus will then be such that it is just sufficient to absorb the heat of the reaction by vaporization.
The volatility will be such that the actual temperature in the catalyst layer is approximately equal to the previously selected or predetermined reaction temperature. The effective temperature, however, will not be uniform throughout the layer, but can be made uniform by introducing, along with the light component, an appropriate amount of a non-volatile component. The quantity of the latter, which should be introduced per unit time, can be determined by introducing increasing quantities of the non-volatile component on top of the layer and observing the difference in temperature between two different points of the layer. layer. When this difference is zero, it means that the correct introduction speed has been reached.
The liquids advantageously used as means for regulating the temperature are hydrocarbons with appropriate boiling ranges.
However, other organic substances can also be used, such as oxygenates or the like. The liquids used must be substantially inert under the conditions prevailing in the reaction zone; they must remain chemically unchanged during the conversion of the gaseous reactants. It has frequently been found that suitable fractions of the reaction products fulfill the necessary conditions.
The invention is applicable not only to processes which involve exothermic gas reactions in the presence of a stationary layer of solid catalyst, but also to such processes which use mobile layers of solid catalyst. In moving layer processes, the catalyst is transported by physical or mechanical means through a reaction zone, as a single continuous layer ;, or as a series of smaller layers.
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In the case of the process according to the present invention, the direction of movement of the catalyst in the apparatus can be either upwards or downwards.
Of course, the invention is not limited to the embodiment described which has been given only by way of example.